MiRNA-186 在非小细胞肺癌中的研究进展*

陈怡文，金铭，陈金亮，张冬梅，陈建荣*

(南通大学第二附属医院1 呼吸与危重症医学科，2 临床实验中心，南通 226001)

肺癌是目前全球发病率最高的癌症，每年有超过110 万人死于肺癌，是世界范围内癌症死亡的主要原因[1]。约85%的肺癌病理类型为非小细胞肺癌(nonsmall cell lung cancer,NSCLC)，可进一步分为鳞状细胞癌、腺癌和大细胞癌等。吸烟、职业暴露、既往肺部慢性感染、大气污染、遗传因素等可能与肺癌高患病率相关[2]。特异性生物学标志物的缺乏，以及影像学检查存在的高假阳性率和累积辐射暴露问题，使NSCLC 患者的早期筛查和诊断仍面临困境。同时，化疗药物耐药的频繁发生及患者本身的基因突变，使现有治疗策略面临考验，因此探寻NSCLC 新的筛查手段和探究治疗的潜在靶点成为未来疾病研究的主流方向[3]。

微小RNA(microRNAs,miRNAs)是基因组衍生的、控制细胞转录后基因表达的非编码小RNA 超家族。基因组缺失、甲基化或加工过程改变而导致的miRNAs 功能失调，通过与信使RNA(mRNA)的3'非翻译区(3'-untranslated region,3'UTR)结合，以抑制mRNA 翻译或诱导降解的方式，引发多种与肿瘤相关途径和过程的改变，甚至对现有治疗的敏感性产生影响[4]。MiRNA-186 的表达模式已在多种癌症[5-6]中进行了研究。随着对miRNA-186 研究的深入，发现其在NSCLC 中普遍呈低表达，miRNA-186 在NSCLC 中的作用也被逐渐揭示。

1 MiRNA-186 的生物化学特点

MiRNA-186 位于染色体带1q31.1。MiRNA-186基因转录后，pri-miR-186 被切割生成pre-miR-186，在Disher 的作用下，被进一步切割成miR-186-5p 和miR-186-3p。根据测序结果显示，miR-186-5p比miR-186-3p 更常见，并在多种疾病中发挥生物学功能[7]。Y.XIANG等[8]发现，miRNA-186 在肌细胞分化过程中表现出与ZRANB2 相似的表达谱，也就是说，miRNA-186 与其宿主基因ZRANB2 同步转录。宿主基因启动子或转录因子(与启动子或其他顺式元件结合)的DNA 甲基化阶段可能在转录水平上调控癌细胞miRNA-186 的水平。更常见的是，它可能在转录后水平受到lncRNAs 的调控。在多数研究[9-10]中，miRNA-186 被证明是一种促肿瘤因子，而一些研究[11-12]证实miRNA-186 是一种肿瘤抑制因子。在癌症中，相互矛盾的作用可能会阻碍miRNA-186 作为诊断和治疗靶点的应用。然而，探索相互矛盾发现背后的可能机制对深入了解miRNA-186 具有重要意义[13]。总的来说，miRNA-186 在肿瘤中的作用主要依赖于其对多种肿瘤细胞生物学行为的影响，包括增殖、凋亡、迁移，以及侵袭等多个方面，并作为潜在靶点调节现有治疗的敏感性。

2 MiRNA-186 调控NSCLC 的信号通路

MiRNA-186 在NSCLC 中表达异常，主要通过影响上下游调节因子来实现对肿瘤细胞的调控。上游因子包括各种类型的非编码RNA，如环状RNA(circular RNA,circRNA)和长链非编码RNA(long noncoding RNA,lncRNA)。下游因子通过参与或组成不同信号通路的各个部分来构建分子与疾病发生之间的桥梁。构成信号通路的元件包括受体和配体、蛋白激酶和蛋白磷酸酶、转录因子三部分。

2.1 受体和配体 细胞分裂周期蛋白42(cell division cycle 42,CDC42)属于Rho-GTPase 家族。通过肿瘤细胞表面受体(如生长因子受体)的信号被过度激活，这些受体聚集在调节其GDP/GTP 交换的鸟嘌呤核苷酸交换因子上，在细胞膜的交通、细胞周期和细胞转录的调节中发挥重要的作用。Y.DONG等[14]研究发现，miRNA-186 以CDC42 mRNA 的3'UTR 为靶点，以转录后方式下调CDC42 蛋白水平。通过特异性地影响丝状孢子的定位，CDC42 在调节细胞极性和迁移方面发挥着重要作用。因此，miRNA-186可通过影响这一过程的生物标志物，如E-cadherin、vimentin 和α-平滑肌肌动蛋白，从而影响CDC42 依赖的细胞黏附能力来调控上皮间质转化(epithelial to mesenchymal transition,EMT)，最终抑制NSCLC 细胞的迁移和侵袭能力。在NSCLC 中，miRNA-186 靶向结合CDC42 mRNA 的3'UTR，这一发现对于精确的癌症治疗以及抑制旁路信号是一种很有前途的治疗策略，使miRNA-186 有望成为治疗肺癌的潜在靶点。

表观遗传调节因子6(Sirtuin6,SIRT6)是Sirtuin家族中NAD+依赖酶家族的成员之一，它在染色质信号和基因组维持中发挥了重要作用。处于不同组织类型和细胞环境下，SIRT6 在不同的癌症类型中可能具有癌基因或肿瘤抑制基因的差异性功能表达。在NSCLC 中，miRNA-186 通过与SIRT6 mRNA的3'UTR 结合来靶向调节SIRT6 基因，从而在转录和翻译水平上影响内源性SIRT6 的表达。L.B.RUAN等[15]发现，miRNA-186 通过诱导细胞周期阻滞和凋亡，直接调控SIRT6 发挥肿瘤抑制作用。一种miR-186/SIRT6 相互作用为治疗靶点的治疗新策略，为肺癌的临床诊疗提供了新的思路。

2.2 蛋白激酶和蛋白磷酸酶 Rho 相关激酶1(Rho-associated kinase 1,ROCK1)是小GTP 酶RhoA的下游效应因子。作为一种丝氨酸/苏氨酸激酶，ROCK1 通过促进F-肌动蛋白的形成，在维持细胞骨架的转换中发挥重要作用。并且，F-肌动蛋白的合成和降解与包括肺癌在内的多种肿瘤的迁移和动员密切相关。G.H.CUI等[16]发现，过表达miRNA-186 可靶向ROCK1 抑制NSCLC 细胞的增殖，并且在NSCLC 组织中ROCK1 的mRNA 水平与miRNA-186 呈负相关，ROCK1 的修复明显逆转了miRNA-186 对NSCLC 细胞增殖的抑制作用。ROCK1 除参与肿瘤生长外，还参与了肿瘤的转移。在细胞运动和侵袭过程中，ROCK1 促进了肌动蛋白细胞骨架的重组，表明ROCK1 的升高可能与NSCLC 的进展有关。在NSCLC 中，miRNA-186 下调ROCK1 表达，抑制细胞的迁移和侵袭。

丝裂原活化蛋白激酶激酶激酶2(mitogen-activated protein kinase kinase kinase 2,MAP3K2)是一种丝氨酸/苏氨酸激酶，作为MAP3K 调节MAPKs 的激活。目前对MAP3K2 作用机制的研究发现，MAP3K2参与了包括MAP 激酶信号通路、β-catenin 途径和Hedgehog 途径在内的多种反应通路。T.H.HUANG等[17]研究发现过表达miRNA-186 抑制了肿瘤细胞中MAP3K2 的蛋白表达。MiRNA-186 靶向作用于MAP3K2 的3'UTR，从而沉默MAP3K2，通过转录后调控使其mRNA 和蛋白质表达水平显著降低，同时抑制NSCLC 细胞增殖并诱导其凋亡。此外，MAP3K2的过表达部分逆转了miR-186 对A549 和HCC827细胞迁移和侵袭的抑制作用，miRNA-186 对NSCLC细胞的抑制作用也与MAP3K2 的减少相关。MiRNA-186 通过抑制MAP3K2 的表达调节肺癌的生长和转移，miR-186-MAP3K2 可能成为肺癌诊断和治疗的潜在靶点。

第10 号染色体缺失的磷酸酶张力蛋白同源物基因(phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome 10,PTEN)编码在染色体10q23 上，是一种脂质和蛋白双重磷酸酶。作为磷酸肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinases,PI3K)信号通路的负调控因子，PTEN 在肿瘤发生中发挥着肿瘤抑制因子和代谢调节因子的作用。H.X.FENG等[18]发现，PTEN是miR-186-5p 的直接靶点，且miR-186-5p 在肺腺癌中表达上调，并通过抑制PTEN 促进NSCLC 细胞的增殖、迁移和侵袭。这种新的miR-186-5p/PTEN轴，为肺癌的遗传学研究带来了新的见解。

2.3 转录因子 转录因子阴阳1(Yin Yang 1,YY-1)在不同细胞生物学行为中扮演着重要角色，通过参与细胞周期调控和细胞凋亡，在肿瘤恶性表型的演变、患者生存预后的进展等方面发挥着纽带作用。T.H.HUANG等[19]研究表明，在NSCLC 组织中，miRNA-186 表达下调，与YY-1 呈负相关。MiRNA-186 可直接抑制NSCLC 细胞的增殖能力，但在促进肺癌细胞凋亡方面，是通过靶向抑制YY-1 来间接实现的。YY-1 也直接参与调控Snail1 基因的转录，并抑制EMT 过程诱导的E-cadherin 合成，miRNA-186 通过靶向调控YY-1 mRNA 和蛋白的表达，间接抑制了肿瘤细胞的侵袭和转移。

垂体肿瘤转化基因-1(pituitary tumor-transforming gene-1,PTTG1)与肿瘤侵袭性相关，已被确定为与肿瘤转移相关的关键标志基因。PTTG1 在细胞复制、DNA 损伤/修复，器官发育和新陈代谢中发挥重要作用，通过细胞转化、细胞凋亡，以及致瘤微环境反馈参与肿瘤发生。基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)-2、MMP-9 在PTTG1 诱导肺癌细胞侵袭能力中具有重要作用，且可被miRNA-186 调控。在NSCLC 中，miRNA-186 可通过下调MMP-9的表达，抑制细胞的迁移和侵袭。PTTG1 表达下调导致表皮生长因子诱导的LIM 激酶(LIM kinase,LIMK)和丝切蛋白(cofilin,CFL)磷酸化减弱，提示PTTG1直接参与细胞骨架重排，进而影响细胞的侵袭能力。H.L.LI等[20]发现PTGG1 被敲除后，表皮生长因子诱导的Akt473 和Akt308 的磷酸化水平显著降低，进一步表明PTTG1 参与NSCLC 侵袭的一个可能的分子机制是调节PI3K/Akt 信号通路。更重要的是，miRNAs 的生物信息学搜索和RNA 免疫共沉淀结果显示，miR-186 能直接靶向PTTG 的3'UTR，调节肿瘤细胞的侵袭能力。

2.4 Circ-RNAs 和lncRNAs 在恶性肿瘤中，circ-RNA/miRNAs/mRNA 的信号通路已有许多报道circ-RNAs 的调节作用是通过吸收或结合miRNAs 和靶基因的mRNA 来实现的。Circ-RNAs 的表达谱显示circ-PAX2 在肺癌组织中表达上调，并且circ-PAX2在肺癌组织和肺癌细胞中的实验证实了其促肿瘤作用。L.WANG等[21]研究发现，miRNA-186 与circ-PAX2在肺癌发生发展中具有反向作用，并且circ-PAX2是miRNA-186 的靶标。Circ-PAX2 作为miRNA-186 的吸收剂，调节PAX2 mRNA 的转录过程和翻译功能。Circ-PAX2 可通过吸收miRNA-186，抑制细胞凋亡，促进细胞增殖和迁移。

根据环境的不同，一些lncRNA 具有癌基因、肿瘤抑制因子基因，或两者兼而有之的功能。X-非活性特异性转录本(X-inactive specific transcript,XIST)是一种新发现的长链非编码RNA，可能与许多类型的恶性肿瘤的发生有关，lncRNAs 在转录后水平作为竞争内源性受体，调控miRNA 靶标的下调。MiR-186-5p 被证实是调控NSCLC 中受lncRNA XIST 调控的miRNAs 之一。进一步研究发现，miR-186-5p可以挽救lncRNA XIST 基因敲除所产生的效应。结果表明，在NSCLC 中存在一个新的lncRNA XIST/miR-186-5p 轴，lncRNA XIST 基因敲除可能通过调节miR-186-5p 的表达，从而抑制NSCLC 的增殖并促进细胞凋亡[22]。

总而言之，miRNA-186 在NSCLC 的发生发展中发挥着重要作用，通过直接或间接的方式，影响NSCLC 细胞的生物学行为。上下游因子各自扮演某种角色，与miRNA-186 相互作用形成复杂的调控网络。在NSCLC 中，上游非编码RNA 作为竞争内源性受体，下游靶基因扮演信号通路中的不同角色，与miRNA-186 功能交互，发挥肿瘤调节作用。

3 MiRNA-186 参与NSCLC 诊疗

由于miRNA 易于获取(血液中循环的miRNA)和稳定性，miRNA 作为癌症生物标志物受到了极大的关注。MiRNA-186 在NSCLC 中明显失调，为NSCLC 中miRNA 的检测提供了方向[23]。目前，逆转肿瘤耐药的有效疗法仍在探索中，在一系列研究中观察到miRNA-186 参与癌症化疗。既往研究[7]证明，miRNA-186 在NSCLC 中普遍表达异常，miRNA-186 在患者的全血、血浆、尿液和粪便中的失调，使得无创性癌症诊断成为可能。

H.Y.WANG等[22]发现，miR-186-5p 通过lncRNA XIST/miR-186-5p 调节轴介导了XIST 基因敲除所发挥的抑瘤作用，确定lncRNA XIST 是治疗NSCLC 的一个新的治疗靶点。H.X.FENG等[18]证实，miR-186-5p 和PTEN 共表达可部分挽救miR-186-5p 过表达诱导的LUAD 细胞表型，miR-186-5p 可作为LUAD 的一种新的分子标志物和治疗靶点。miR-186-5p 的过表达在功能上抑制A549/DDP 和H1299/DDP 细胞的增殖、迁移和侵袭，促进细胞凋亡。并且，SIX1 被鉴定为miR-186-5p 的下游靶点，并在A549/DDP 和H1299/DDP 细胞中高表达。研究[24]发现SIX1 调节糖酵解基因的表达，从而促进Warburg效应和肿瘤生长。MiR-186-5p 的上调可能通过靶向SIX1 在体内外抑制DDP 耐药NSCLC 细胞对顺铂的耐药性[25]。J.J.YE等[26]研究发现，miR-186 的过表达使A549 和H1299 细胞对紫杉醇增敏，而抑制miR-186 则使这些细胞产生耐药性。微管相关蛋白tau(microtubule-associated protein tau,MAPT)是miRNA-186 在化疗耐药调节作用中的直接靶点，因其作为微管稳定剂的作用，在功能上类似于紫杉醇，过表达MAPT 会发挥其肿瘤抑制作用。MiRNA-186 通过调节MAPT 在体内外的表达水平，进而影响p53 介导的凋亡途径来调节NSCLC 细胞的化疗耐药性[27]。细胞周期蛋白依赖激酶1(cyclin dependent kinase 1,CDK1)是细胞周期和RNA 转录的关键调节因子。目前研究[28]报道，CDK1 在几种类型的癌症中经常上调并与不良预后相关，miRNA-186 通过靶向CDK1，阻断细胞周期进程，抑制其推动细胞分离的能力，可能成为相关癌症治疗的新思路。L.LI等[29]发现，石蒜碱可上调NSCLC 细胞中miRNA-186 的表达，从而显著抑制细胞增殖并诱导其凋亡，揭示了石蒜碱部分通过调节miR-186/CDK1 轴抑制NSCLC 进展的新的分子机制。J.ZHANG等[30]研究表明，caspase-10 被确定为miRNA-186 的靶标，姜黄素通过miRNA 途径诱导A549 细胞凋亡。因此，miRNA-186 可作为姜黄素治疗的潜在基因治疗靶点，通过靶向调节caspase-10 蛋白表达，抑制肿瘤生长和诱导细胞凋亡。

由此可见，miRNA-186 的表达水平与NSCLC对化疗的敏感性关系密切，可能对动态观察预后做出有效评价。应在传统治疗方案的基础上，寻求更加有效的治疗方案(如靶向治疗)，识别有效的生物标志物。深入了解miRNA-186 在NSCLC 化疗耐药中的调节作用，有望成为改善NSCLC 患者临床结局的一个新的治疗策略。

4 MiRNA-186 影响NSCLC 的预后

MiRNA-186 低表达的NSCLC 患者的总生存期明显短于miRNA-186 高表达者，提示miRNA-186低表达是预后不良的危险因素。MiRNA-186 水平与细胞周期蛋白D1、CDK2 或CDK6 的表达及肿瘤进展呈负相关。XIST 在肿瘤中的高表达，使XIST 可作为一种新的预后生物标志物，并可能成为各种癌症临床病理特征的潜在预测因子。H.Y.WANG等[22]发现在NSCLC 中存在一个新的lncRNA XIST/miR-186-5p，可能与不良的临床预后有关。H.L.LI等[20]研究发现，PTTG1 受miRNA-186 靶向调节，在LIMK/cofilin 和Akt/MMP 两条主要途径中发挥其肿瘤抑制作用。因此，PTTG1 和miRNA-186 可能是NSCLC 的预后标志物和NSCLC 侵袭干预的新靶点。此外，与NSCLC 患者预后密切相关的MAP3K2、YY-1 也受miRNA-186 的调节[17,19]。在化疗耐药的NSCLC 患者中发现miR-186 表达下调，这种下调与较差的存活率有关。因此，miRNA-186 的表达水平与NSCLC 患者的临床病理特征和生存率密切相关，这使其成为一个判断预后的候选生物标志物。

5 小结

MiRNA-186 作为一种有效的抑癌因子，在NSCLC 组织和细胞系中普遍低表达。通过调控靶基因的表达和调节信号通路的传导，在NSCLC 细胞的生长、增殖、侵袭、凋亡等过程中扮演着重要角色，对药物疗效评估及患者预后判断都有着重要意义。MiRNA-186 对NSCLC 的调控作用属于一种复杂网络，其本身也受多因素调控，对此网络进行梳理是未来的研究发展方向。随着现代分子生物学的逐步深入，希望可以建立系统规范的miRNA 对NSCLC 诊断、治疗、预后评估的标准化方案，促进miRNA 在实际临床中发挥其应有的作用。